本發明涉及一種電渣重熔設備及方法，特別涉及一種使用電化學脫氧的電渣重熔設備及電渣重熔方法。
背景技術：
電渣重熔技術作為冶煉工程的一種手段，以其優良的冶金反應條件及特殊的結晶方式有著其他冶煉方法不能替代的優越性；但電渣重熔過程一般是在大氣下進行，就鋼中氧含量而言，電渣重熔鋼遠比真空電弧重熔鋼等經過真空處理的鋼高；因此，如何能有效地控制電渣重熔鋼中的氧含量就顯得尤為重要。
一般的電渣重熔過程都是向金屬液中添加脫氧劑，脫氧劑對鋁、硅鐵、錳鐵和鈣硅線等材料進行沉淀脫氧時，雖然沉淀脫氧有一定脫氧效果，但形成的部分尺寸較小的氧化物和溶解氧仍無法從金屬液中去除，進一步降低氧含量較困難。
CN202007246公開了一種渣金間外加電場熔渣脫氧裝置，其包括一直流電源、結晶器、熔渣層、底座、自耗電極、冷卻裝置和加熱裝置；上述裝置沒有利用還原劑，通過外加直流電場脫氧法，陽極采用自耗電極，從而改善陽極反應，以進一步提高脫氧效果；該裝置可以提高脫氧效果，但是在電渣重熔過程中，自耗電極表面會形成氧化鐵皮，其在重熔時會進入熔池內，增加了重熔渣層中氧化鐵的濃度，從而增加了鋼中的氧含量，進而影響鋼的質量。
此外，張國華等公開可一種鋼液中電化學脫氧新方法(張國華等，鋼液中電化學脫氧新方法，北京科技大學冶金與生態工程學院，2010,45(5)：30-32)其公開了通過電化學方法進行脫氧，并公開通過控制傳質系數、外加電壓、外電阻等參數來加快脫氧速率等手段。但是該方法公開的理論是基于固定的渣系，其為CaO-Al2O3-MgO體系，應用范圍窄，并且只是提出理論增大外加電壓或降低電阻，并沒有提出外加電壓或者電流與脫氧本身存在的相互關系。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明提供一種利用電化學原理進行脫氧的電渣重熔設備，該設備利用電化學原理加速電渣過程中的擴散脫氧反應，金屬液中氧含量降低的同時，無氧化物生成，可進一步降低氧含量；并且進一步提供了一種將鋼錠中氧控制在非常小的范圍內的電渣重熔方法。
本發明具體技術方案如下：
本發明提供一種使用電化學脫氧的電渣重熔設備，該電渣重熔設備包括結晶器、自耗電極、第一電源和第二電源；所述結晶器由結晶器單元和還原層組合而成；所述第一電源與結晶器和自耗電極相連通；所述第二電源的一端與還原層相連通，另一端與電極或結晶器相連通；所述結晶器上端設有用于容納還原性氣體的氣體保護罩；所述自耗電極位于氣體保護罩內；所述結晶器的內底部形成含有鋼錠的金屬熔池層，所述金屬熔池的上部懸浮有液渣層；所述自耗電極部分插入液渣層內。
本發明提供的電渣重熔設備利用了電化學原理，可加速電渣過程中的擴散脫氧反應，使金屬液中氧含量降低的同時，無氧化物生成，可進一步降低氧含量。并且本發明通過在結晶器內加入還原層，當電 渣重熔開始，液渣層到達還原層后，就開始脫氧，發揮了很好的脫氧效果；并且本發明利用通電后形成的液渣層中的金屬液和金屬熔池層中的金屬液之間的電位差，在電場作用下驅動液渣層中氧離子定向移動至還原層界面，通過還原反應降低液渣層中氧離子(O2-)含量，促進液渣層中的金屬液-金屬熔池層界面處鋼中溶解氧[O]向液渣層擴散并氧化為氧離子(O2-)，且金屬液與還原層中的還原性物質無接觸，氧原子不斷和還原性物質反應，從而降低金屬液中溶解氧[O]含量；此外，本發明在結晶器上端設置了氣體保護罩，其可向結晶器內通入還原性氣體，當電渣重熔開始時就起到脫氧的作用，進一步提高了脫氧效果；并且氣體保護罩將自耗電極罩上，使其與還原性氣體處于同一環境內，顯著降低了自耗電極表面氧化物的生成，進一步降低了金屬熔池層內氧化物的含量；從而提高了鋼錠的質量。
進一步的改進，所述結晶器單元和還原層相互絕緣；所述還原層主要由石墨組成。
優選地，所述還原層主要由如下重量份數的組分組成：
石墨50-75 硅藻土10-12 聚甲基丙烯酸甲酯5-7.5
二氧化硅24-30 聚對苯二甲酸乙二醇酯5-7.5
環氧化甘油三酸酯3-5。
本發明通過選擇以上成分制成的還原層的電阻率為9.2×10-8Ω·m，比單純的石墨的電導率(8-13)×10-6Ω·m小了2個數量級；當上述組分中各成分的用量超出上述范圍時，該還原層的電導率下降1個數量級，由于其當石墨和二氧化硅的用量不在50-75份和24-30重量份數范圍內，還原層的電導率下降到1.8×10-7Ω·m；說明該還原層具有很好的導電性能；該還原層對液渣層內的氧離子具有很好的還原性， 與還原性氣體的協同作用可使還原層內的氧含量降低到0.001％以下，并不會產生氧化物。
本發明另一方面提供了一種電渣重熔方法，該方法包括如下步驟：
步驟1：向結晶器內注入液渣，將結晶器、自耗電極與第一電源連通，形成回路，同時向氣體保護罩內不斷通入還原性氣體；電渣重熔開始，插入液渣層內的自耗電極開始熔化，熔融金屬匯聚成液態滴落，穿過液渣層，進入結晶器底部形成金屬熔池層，然后慢慢凝固形成鋼錠；
步驟2：當液渣層內的金屬液上升至還原層時，將還原層與第二電源接通，在電場的作用下驅動金屬液中氧離子定向移動至還原層表面，金屬液中氧離子濃度降低迫使金屬熔池層鋼錠表面的溶解氧向金屬液移動，金屬液開始脫氧；
步驟3：脫氧同時，將鋼錠從結晶器中抽出。
本發明提供的電渣重熔方法能夠顯著降低鋼錠內的氧含量，并且無氧化物生成，起到了很好的脫氧效果，同時該方法從電渣重熔開始就在脫氧，進一步提高了脫氧效果，可使氧含量控制在0.001％以下。
進一步的改進，所述步驟2中，第二電源輸出電壓為10-20V；優選地，輸出電流為10-25A，脈沖頻率為1-5KHz。
本發明通過控制第二電源輸出的電壓或電流及脈沖頻率等參數，有效地提高了電渣重熔的脫氧效果；如果電壓值超過20V后，電渣重熔的脫氧效果反而下降，所以第二電源的輸出電壓控制在10-20V內，才能發揮更好的脫氧效果。
進一步的改進，所述步驟1中，第一電源的輸出電壓為35-55V；輸出電流為(0.03-0.04)Sa，Sa表示自耗電極橫截面積。
本發明通過控制第一電源的輸出電壓、輸出電流及鋼錠的注入速率，可以很好地控制自耗電極的熔融速度，使得制備的鋼錠表面光滑，避免鋼錠表面形成眾多麻坑，出現鋼渣不分現象，從而提高了鋼錠的表面質量。
優選地，注入液渣的速率為88-99.2g/min，通過控制鋼錠的注入速率，可顯著提高鋼錠的密度和塑性。
進一步的改進，所述步驟1中通入的還原性氣體為H2、CO、或H2與CO的混合氣體；優選地，通入的還原性氣體為H2與CO的混合氣體，所述H2和CO的體積比為0.1:3；通入還原性氣體的速率為45L/min。本發明通過選擇H2和CO的還原性氣體，兩者能夠相互促進地與液渣層中的氧反應，從而提高脫氧效果。
優選地，所述鋼錠的抽出速率為8-11.5mm/min。控制鋼錠的抽出速率，可以使液渣層保持在相對穩定的高度，使脫氧更加充分，進一步提高脫氧效果，此外控制鋼錠的抽出速率也會提高鋼錠內成分的均勻度。
進一步優選地，注入液渣的重量為0.0001SA千克，SA表示結晶器橫截面積。通過控制鋼錠的注入質量可提高鋼錠的成型率。
進一步的改進，所述向結晶器內注入液渣前還包括自耗電極的制備；所述自耗電極由重量份數為0-15份的鋼鐵、20-25份的鑄鐵、0-5份的銅合金、0-1份的鈦合金和0-1份的鋁組成；所述自耗電極的制備方法包括：將鋼鐵、鑄鐵、銅合金、鈦合金及鋁經真空度為75Pa感應熔煉或采用轉爐、真空鋼包冶煉，在1320℃進行模鑄或連鑄，然后加熱至1150℃鍛造5-10h后，再將溫度降至1050℃鍛造2-3h，再降至900℃鍛造1-2h，鍛造成各處橫截面均相等，鍛造后經850℃保溫5h，然后以15℃/分鐘的速度降至720℃保溫5小時，取出，表面進行打磨， 去除氧化層，制得自耗電極自，其長度為1000-1500mm，直徑為結晶器內徑的0.8-0.9倍。采用上述材料制備的自耗電極經過電渣重熔后制備的鋼錠具有更優的熱力學特性。
優選地，所述自耗電極內還包括重量份數為1-2份的石墨。
通過選擇特殊的自耗電極及控制其制備方法，可以使得制備的鋼錠的具有很好的塑性、強度及耐腐蝕性；同時制備的鋼錠具有很強的抗拉強度、屈服強度、伸縮率等，從而使得鋼錠的性能得到顯著的提高。
進一步的改進，所述方法還包括結晶器的處理步驟；所述結晶器是由重量份數為50-55份的銅和40-50份的鋼經焊接制備而成；所述處理步驟包括：將結晶器內表面打磨光滑，并在結晶器內均勻布設水道，通入冷卻水，進水溫度為25-30℃，出水溫度不超過50℃。
通過對結晶器的處理，可以除去其表面的氧化層，間接地提高鋼錠的耐磨性，耐磨性可顯著提高2.3倍。
本發明所提供的使用電化學脫氧的電渣重熔設備及電子重熔方法基于電化學技術原理，其具有以下優點：
1.通過將結晶器設置成復合結構，提高了脫氧效果。
2.采用還原性氣體與液渣層中的氧離子反應，以氣體形式逸出，避免了傳統沉淀脫氧向金屬液中引入氧化物的問題。
3.利用電渣過程中電場作用，驅動渣液中氧離子定向移動，確保了良好的動力學條件，并且可以通過調整電場電壓及電流大小，控制脫氧過程。
4.傳統脫氧方法相比，電化學脫氧熱力學平衡氧含量更低，能夠將合金中氧含量降至更低水平，進一步提高鋼錠純凈度等級。
附圖說明
圖1為實施例1的使用電化學脫氧的電渣重熔設備的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1
本發明提供一種使用電化學脫氧的電渣重熔設備，如圖1所示，一種使用電化學脫氧的電渣重熔設備，所述電渣重熔設備包括結晶器1、自耗電極1、第一電源3和第二電源4；其中，所述結晶器1由相互絕緣的結晶器單元11和還原層12組合而成；所述第一電源3與結晶器1和自耗電極2相連通；所述第二電源4的一端與還原層12相連通，另一端與電極2或結晶器1相連通；所述結晶器1上端設有用于容納還原性氣體的氣體保護罩5；所述自耗電極2位于氣體保護罩5內；所述結晶器1的內底部形成含有鋼錠的金屬熔池層13，所述金屬熔池13的上部懸浮有液渣層14；所述自耗電極2部分插入液渣層14內；所述還原層12由石墨組成。
實施例2
本發明提供一種使用電化學脫氧的電渣重熔設備，該使用電化學脫氧的電渣重熔設備與實施例1不同的是，所述還原層12由如下重量份數的組分組成：
石墨60 硅藻土10 聚甲基丙烯酸甲酯6
二氧化硅25 聚對苯二甲酸乙二醇酯6
環氧化甘油三酸酯3。
實施例3
一種電渣重熔方法，該方法包括如下步驟：
步驟1：向結晶器1內注入液渣，將結晶器1、自耗電極2與第一電源3連通，形成回路，同時向氣體保護罩5內不斷通入還原性氣體；電渣重熔開始，插入液渣層14內的自耗電極2開始熔化，熔融金屬匯聚成液態滴落，穿過液渣層14，進入結晶器1底部形成金屬熔池層13，然后慢慢凝固形成鋼錠；
步驟2：當液渣層14內的金屬液上升至還原層12時，將還原層12與第二電源4接通，在電場的作用下驅動金屬液中氧離子定向移動至還原層12表面，金屬液中氧離子濃度降低迫使金屬熔池層13鋼錠表面的溶解氧向金屬液移動，金屬液開始脫氧；
所述還原層12由如下重量份數的組分組成：
石墨50 硅藻土12 聚甲基丙烯酸甲酯7.5
二氧化硅30 聚對苯二甲酸乙二醇酯7.5
環氧化甘油三酸酯5
步驟3：脫氧同時，將鋼錠從結晶器1中抽出。
實施例4
一種電渣重熔方法，該方法包括如下步驟：
步驟1：向結晶器1內注入液渣，將結晶器1、自耗電極2與第一電源3連通，形成回路，同時向氣體保護罩5內不斷通入H2與CO的混合氣體；所述H2和CO的體積比為0.1:3；通入的速率為45L/min；電渣重熔開始，其中第一電源的輸出電壓為40V；輸出電流為0.03Sa安，Sa表示自耗電極橫截面積；插入液渣層14內的自耗電極2開始熔化，熔融金屬匯聚成液態滴落，穿過液渣層14，進入結晶器1底部形成金屬熔池層13，然后慢慢凝固形成鋼錠；
步驟2：當液渣層14內的金屬液上升至還原層12時，將還原層12與第二電源4接通，其中第二電源輸出電壓為16V；輸出電流為20A，脈沖頻率為3.5KHz；在電場的作用下驅動金屬液中氧離子定向移動至還原層12表面，金屬液中氧離子濃度降低迫使金屬熔池層13鋼錠表面的溶解氧向金屬液移動，金屬液開始脫氧；
步驟3：脫氧同時，將鋼錠從結晶器1中抽出，鋼錠的抽出速率為10mm/min。
實施例5
一種電渣重熔方法，所述方法包括如下步驟：
步驟1：自耗電極的制備；所述自耗電極由重量份數為5份的鋼鐵、20份的鑄鐵、3份的銅合金、0.5份的鈦合金和0.5份的鋁組成；所述自耗電極的制備方法包括：將鋼鐵、鑄鐵、銅合金、鈦合金及鋁經真空度為75Pa感應熔煉或采用轉爐、真空鋼包冶煉，在1320℃進行模鑄或連鑄，然后加熱至1150℃鍛造6h后，再將溫度降至1050℃鍛造3h，再降至900℃鍛造2h，鍛造成各處橫截面均相等，鍛造后經850℃保溫5h，然后以15℃/分鐘的速度降至720℃保溫5小時，取出，表面進行打磨，去除氧化層，制得自耗電極自，其長度為1200mm，直徑為結晶器內徑的0.9倍；
步驟:2：向結晶器1內注入液渣，將結晶器1、自耗電極2與第一電源3連通，形成回路，同時向氣體保護罩5內不斷通入H2與CO的混合氣體；所述H2和CO的體積比為0.1:3；通入的速率為45L/min；電渣重熔開始，其中第一電源的輸出電壓為45V；輸出電流為0.04Sa安，Sa表示自耗電極橫截面積；插入液渣層14內的自耗電極2開始熔化，熔融金屬匯聚成液態滴落，穿過液渣層14，進入結晶器1底部形成金屬熔池層13，然后慢慢凝固形成鋼錠；
步驟3：當液渣層14內的金屬液上升至還原層12時，將還原層12與第二電源4接通，其中第二電源輸出電壓為20V；輸出電流為20A，脈沖頻率為2KHz；在電場的作用下驅動金屬液中氧離子定向移動至還原層12表面，金屬液中氧離子濃度降低迫使金屬熔池層13鋼錠表面的溶解氧向金屬液移動，金屬液開始脫氧；
步驟4：脫氧同時，將鋼錠從結晶器1中抽出，鋼錠的抽出速率為8mm/min。
實施例6
一種電渣重熔方法，所述方法包括如下步驟：
步驟1：自耗電極的制備；所述自耗電極由重量份數為5份的鋼鐵、20份的鑄鐵、3份的銅合金、0.5份的鈦合金和0.5份的鋁組成；所述自耗電極的制備方法包括：將鋼鐵、鑄鐵、銅合金、鈦合金及鋁經真空度為75Pa感應熔煉或采用轉爐、真空鋼包冶煉，在1320℃進行模鑄或連鑄，然后加熱至1150℃鍛造6h后，再將溫度降至1050℃鍛造3h，再降至900℃鍛造2h，鍛造成各處橫截面均相等，鍛造后經850℃保溫5h，然后以15℃/分鐘的速度降至720℃保溫5小時，取出，表面進行打磨，去除氧化層，制得自耗電極自，其長度為1200mm，直徑為結晶器內徑的0.9倍；
步驟:2：向結晶器1內注入液渣，將結晶器1、自耗電極2與第一電源3連通，形成回路，同時向氣體保護罩5內不斷通入H2與CO的混合氣體；所述H2和CO的體積比為0.1:3；通入的速率為45L/min；電渣重熔開始，其中第一電源的輸出電壓為:35V；輸出電流為0.035Sa安，Sa表示自耗電極橫截面積；插入液渣層14內的自耗電極2開始熔化，熔融金屬匯聚成液態滴落，穿過液渣層14，進入結晶器1底部形成金屬熔池層13，然后慢慢凝固形成鋼錠；
步驟3：當液渣層14內的金屬液上升至還原層12時，將還原層12與第二電源4接通，其中第二電源輸出電壓為10V；輸出電流為10A，脈沖頻率為5KHz；在電場的作用下驅動金屬液中氧離子定向移動至還原層12表面，金屬液中氧離子濃度降低迫使金屬熔池層13鋼錠表面的溶解氧向金屬液移動，金屬液開始脫氧；
步驟4：脫氧同時，將鋼錠從結晶器1中抽出，鋼錠的抽出速率為11.5mm/min。
步驟5：結晶器的處理步驟；所述結晶器是由重量份數為50份的銅和50份的鋼經焊接制備而成；所述處理步驟包括：將結晶器內表面打磨光滑，并在結晶器內均勻布設水道，通入冷卻水，進水溫度為25-30℃，出水溫度不超過50℃。
對照實施例1
一種電渣重熔方法，所述方法包括如下步驟：
步驟1：自耗電極的制備；所述自耗電極由重量份數為7份的鋼鐵、20份的鑄鐵、2.5份的銅合金、1份的鈦合金和1份的鋁組成；所述自耗電極的制備方法包括：將鋼鐵、鑄鐵、銅合金、鈦合金及鋁經真空度為75Pa感應熔煉或采用轉爐、真空鋼包冶煉，在1320℃進行模鑄或連鑄，然后加熱至1150℃鍛造6h后，再將溫度降至1050℃鍛造3h，再降至900℃鍛造2h，鍛造成各處橫截面均相等，鍛造后經850℃保溫5h，然后以15℃/分鐘的速度降至720℃保溫5小時，取出，表面進行打磨，去除氧化層，制得自耗電極自，其長度為1200mm，直徑為結晶器內徑的0.9倍；
步驟:2：向結晶器1內注入液渣，將結晶器1、自耗電極2與第一電源3連通，形成回路，同時向氣體保護罩5內不斷通入H2與CO的混合氣體；所述H2和CO的體積比為0.1:3；通入的速率為45L/min；電 渣重熔開始，其中第一電源的輸出電壓為:35V；輸出電流為0.035Sa安，Sa表示自耗電極橫截面積；插入液渣層14內的自耗電極2開始熔化，熔融金屬匯聚成液態滴落，穿過液渣層14，進入結晶器1底部形成金屬熔池層13，然后慢慢凝固形成鋼錠；
步驟3：當液渣層14內的金屬液上升至還原層12時，將還原層12與第二電源4接通，其中第二電源輸出電壓為10V；輸出電流為10A，脈沖頻率為5KHz；在電場的作用下驅動金屬液中氧離子定向移動至還原層12表面，金屬液中氧離子濃度降低迫使金屬熔池層13鋼錠表面的溶解氧向金屬液移動，金屬液開始脫氧；
步驟4：脫氧同時，將鋼錠從結晶器1中抽出，鋼錠的抽出速率為11.5mm/min。
步驟5：結晶器的處理步驟；所述結晶器是由重量份數為50份的銅和50份的鋼經焊接制備而成；所述處理步驟包括：將結晶器內表面打磨光滑，并在結晶器內均勻布設水道，通入冷卻水，進水溫度為25℃，出水溫度不超過50℃。
對照實施例2
一種電渣重熔方法，所述方法包括如下步驟：
步驟1：自耗電極的制備；所述自耗電極由重量份數為5份的鋼鐵、20份的鑄鐵、3份的銅合金、0.5份的鈦合金和0.5份的鋁組成；所述自耗電極的制備方法包括：將鋼鐵、鑄鐵、銅合金、鈦合金及鋁經真空度為80Pa感應熔煉或采用轉爐、真空鋼包冶煉，在1200℃進行模鑄或連鑄，然后加熱至1000℃鍛造6h后，再將溫度降至1150℃鍛造3h，再降至850℃鍛造2h，鍛造成各處橫截面均相等，鍛造后經900℃保溫5h，然后以20℃/分鐘的速度降至700℃保溫5小時，取出，表面進行 打磨，去除氧化層，制得自耗電極自，其長度為1200mm，直徑為結晶器內徑的0.9倍；
步驟:2：向結晶器1內注入液渣，將結晶器1、自耗電極2與第一電源3連通，形成回路，同時向氣體保護罩5內不斷通入H2與CO的混合氣體；所述H2和CO的體積比為0.1:3；通入的速率為45L/min；電渣重熔開始，其中第一電源的輸出電壓為:35V；輸出電流為0.035Sa安，Sa表示自耗電極橫截面積；插入液渣層14內的自耗電極2開始熔化，熔融金屬匯聚成液態滴落，穿過液渣層14，進入結晶器1底部形成金屬熔池層13，然后慢慢凝固形成鋼錠；
步驟3：當液渣層14內的金屬液上升至還原層12時，將還原層12與第二電源4接通，其中第二電源輸出電壓為10V；輸出電流為10A，脈沖頻率為5KHz；在電場的作用下驅動金屬液中氧離子定向移動至還原層12表面，金屬液中氧離子濃度降低迫使金屬熔池層13鋼錠表面的溶解氧向金屬液移動，金屬液開始脫氧；
步驟4：脫氧同時，將鋼錠從結晶器1中抽出，鋼錠的抽出速率為11.5mm/min。
步驟5：結晶器的處理步驟；所述結晶器是由重量份數為50份的銅和50份的鋼經焊接制備而成；所述處理步驟包括：將結晶器內表面打磨光滑，并在結晶器內均勻布設水道，通入冷卻水，進水溫度為25℃，出水溫度為50℃。
對照實施例3
一種電渣重熔方法，所述方法包括如下步驟：
步驟1：自耗電極的制備；所述自耗電極由重量份數為5份的鋼鐵、20份的鑄鐵、3份的銅合金組成；所述自耗電極的制備方法包括：將 鋼鐵、鑄鐵、銅合金、經真空度為60Pa感應熔煉或采用轉爐、真空鋼包冶煉，在1420℃進行模鑄或連鑄，然后加熱至1250℃鍛造6h后，再將溫度降至1000℃鍛造3h，再降至800℃鍛造2h，鍛造成各處橫截面均相等，鍛造后經1000℃保溫5h，然后以10℃/分鐘的速度降至600℃保溫5小時，取出，表面進行打磨，去除氧化層，制得自耗電極自，其長度為1200mm，直徑為結晶器內徑的0.9倍；
步驟:2：向結晶器1內注入液渣，將結晶器1、自耗電極2與第一電源3連通，形成回路，同時向氣體保護罩5內不斷通入H2與CO的混合氣體；所述H2和CO的體積比為0.1:3；通入的速率為45L/min；電渣重熔開始，其中第一電源的輸出電壓為:35V；輸出電流為0.035Sa安，Sa表示自耗電極橫截面積；插入液渣層14內的自耗電極2開始熔化，熔融金屬匯聚成液態滴落，穿過液渣層14，進入結晶器1底部形成金屬熔池層13，然后慢慢凝固形成鋼錠；
步驟3：當液渣層14內的金屬液上升至還原層12時，將還原層12與第二電源4接通，其中第二電源輸出電壓為10V；輸出電流為10A，脈沖頻率為5KHz；在電場的作用下驅動金屬液中氧離子定向移動至還原層12表面，金屬液中氧離子濃度降低迫使金屬熔池層13鋼錠表面的溶解氧向金屬液移動，金屬液開始脫氧；
步驟4：脫氧同時，將鋼錠從結晶器1中抽出，鋼錠的抽出速率為11.5mm/min。
步驟5：結晶器的處理步驟；所述結晶器是由重量份數為50份的銅和50份的鋼經焊接制備而成；所述處理步驟包括：將結晶器內表面打磨光滑，并在結晶器內均勻布設水道，通入冷卻水，進水溫度為30℃，出水溫度不超過50℃。
試驗例1鋼錠各項性能考察
1.鋼錠性能考察
取本發明實施例3-6及對照實施例1-3的方法制備的鋼錠，經酸蝕后觀察，未發現裂紋、縮孔、氣泡、夾渣及白點等低倍缺陷。
本發明所制備的鋼錠的性能結果如表1所示。
表1 鋼錠性能測試結果
從表中可以看出，自耗電極的成分及制備工藝發生變化后，鋼錠的各項性能顯著降低。
2.鋼錠表面質量考察
對本發明的電渣重熔方法進行考察，設本發明制備的自耗電極的橫截面積Sa為17600mm2，結晶器橫截面積SA為32000mm2，將第一電源的輸出電壓設定為32、35、40、55和57V，5個水平；將輸出電流設定為520、528、600、704和710安，5個水平；其他的步驟按照實施例3的方法進行，考察結果見表2。
表2 鋼錠表面質量考察結果
從表中可以看出，本發明通過將第一電源的輸出電壓、輸出電流、等參數限定在一定范圍內后，使得制備的鋼錠的表面光滑，質量顯著提高，同時沒有出現麻坑、夾雜、折疊等現象。
3.脫氧效果試驗
采用電渣重熔設備進行脫氧1小時，對第二電源輸出電壓、輸出電流及脈沖頻率及是否通入還原性氣體進行了研究，其余的步驟按照實施例4的方法進行，測量鋼錠中的氧含量，測定結果見表3。
表3 鋼錠氧含量測定結果
從表中可以看出，只有將第二電源的輸出電壓、輸出電流、脈沖頻率、通入還原性氣體及通入的頻率限定在一定的范圍內，才能夠將鋼錠內的氧限定在非常低的范圍內。
以上所述實施例僅僅是本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。